1)Nośniki elektryczności: elektrony, protony, jony.

Ładunek elektryczny: to określona liczba ładunków elementarnych. Q=Ne. Jednostką ładunku elektrycznego jest kulomb[1C]=6,24*10²⁸elektronów. Ładunki nieruchome i niezmienne w czasie są źródłem zjawisk elektrostatycznych. Ładunki w ruchu bądź zmienne w czasie odpowiadają za zjawisko.

Prąd elektryczny-to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Pojawia się dopiero wtedy, gdy w tym chaotycznym ruchu pojawi się kierunek. Umownym kierunkiem prądu jest kierunek wyznaczony przez ruch ładunków dodatnich(czyli ich kierunek zgodny kierunkiem pola elektrycznego).

2)Napięcie-jest różnicą potencjałów między dwoma punktami obwodu. Jest to stosunek pracy wykonanej przy przemieszczeniu ładunku Q między dwoma punktami pola elektrycznego do ładunku. U=W/Q[1V].

Natężenie prądu-jest wielkością podstawową, definiowaną jako stosunek przepływającego przez przekrój poprzeczny przewodnika do czasu w jakim on płynął. I=q/t[1A]=[C/s].

Gęstość prądu-to natężenie prądu elektrycznego przypadającego na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika. J=I/S[A/m²].

3)Opór elektryczny-to stosunek napięcia do natężenia prądu. Jest oznaczony literą R(inne jego określenie to rezystancja)R=U/I[1Ohm=1V/1A].U-napięcie między końcami przewodnika[1V];I-natężenie prądu[A]; Zależność rezystancji od temperatury: R=R_zo(1+α∆).

Prawo Ohma-opisuje sytuację najprostszego przypadku związku między napięciem przyłożonym do przewodnika(opornika),a natężeniem prądu. A więc stosunek natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia między jego końcami jest stały. I/U=const. Inaczej prawo Ohma można sformułować, że natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia. Natężenie prądu zmienia się ze zmianami napięcia.

Prawo Ohma jest prawem materiałowym, co oznacza, że sprawdza się tylko dla niektórych materiałów-substancji. Poza tym jest słuszna tylko w określonych napięciach i przy ustalonych warunkach zewnętrznych (np. stała powinna być temp). Do materiałów spełniających prawo Ohma należą przewodniki: metale(np.Cu,Au,Ag,Fe),grafit, niektóre materiały ceramiczne, większość elektrolitów. Nie spełniają prawa Ohma: półprzewodniki, gazy.

Rezystywność(opór właściwy)-nie zależy od kształtu i rozmiarów przewodnika, a tylko od materiału, z którego przewodnik jest zrobiony. ∫=(R*S)/l l-dł. przewodnika, S-przekrój poprzeczny przewodnika, ∫-współczynnik proporcjonalności.

Kondunktancja (przewodność elektryczna)-jest odwrotnością rezystancji. Jest więc miarą podatności elementu na przepływ prądu elektrycznego: G=(σ*S)/l [1S]simens; l-dł.przewodn.;S-pole przekr.poprzecznego elementu; σ-konduktywność właściwa materiału.

4)Moc prądu elektrycznego-wydzielona na oporniku jest równa iloczynowi napięcia elektrycznego przyłożonego do końców opornika i natężenia płynącego w nim prądu. P=U*I=RI² [1W]

5)Obwody elektryczne:

Gałąź- zbiór szeregowo połączonych ze sobą elementów elektrycznych, posiadająca wyprowadzane na zewnątrz dwie końcówki.

Węzeł-punkt(zacisk) obwodu elektrycznego, w którym stykają się co najmniej trzy gałęzie.

Oczko(kontur)-zbiór połączonych ze sobą gałęzi tworzących drogę zamkniętą dla przepływu prądu.

6)Symbole:

Rezystor

Cewka

Kondensator

Źródło

Łącznik

Transformator

Opornik, którego wartość można zmienić

Dioda

Tranzystory

Generator prądu stałego

Generator prądu zmiennego

Silnik prądu stałego

Silnik prądu zmiennego

Silnik, motor

Żarówka

7)I prawo Kirchoffa: Odnosi się do sytuacji gdy prąd płynący w jakimś układzie ulega rozgałęzieniu, czyli gdy przewody z prądem łączą się w jakimś pkt. Suma natężeń prądów wpływających do rozgałęzienia jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego rozgałęzienia. W każdym pkt. węzłowym algebraiczna suma prądów równa jest zero: ∑Ip=0

II prawo Kirchoffa: Jest uzupełnieniem I prawa K. Odnosi się do spadków napięć na elementach obwodu. W obwodzie zamkniętym(oczku)suma spadków napięć na wszystkich odbiornikach prądu musi być równa sumie napięć na źródłach napięcia. W oczku prądu suma spadków napięć musi być równa zeru.

8)Źródła prądu elektrycznego: Do wytworzenia energio elektrycznej wykorzystywane są różne zjawiska fizyczne:

-pole magnetyczne(prądnice)

-zjawiska elektrochemiczne(ogniwa galwaniczne, akumulatory)

-zjawiska cieplne(termoelementy)

-działania światła(fotoogniwa).

Każde źródło może znajdować się w 3 stanach pracy:

a)jałowym-stan odpowiadający w przerwie w obwodzie, zaciski źródła SA rozwarte:I=0 prąd nie płynie U_AB=E napięcie na zacisku źródła jest równe SEM

b)zwarcia-zaciski źródła zwarte: I=I_zw=E/R_wew.-w tym stanie przez źródło płynie prąd, tzw.zwarcia; U_AB=0-napięcie na zacisku jest równe 0.

c)obciążenia-do zacisków źródła dołączony odbiornik:J=E/R_wewn.+R_obc.; U_AB=E-U_wew.; Akumulator-ogniwo lub zespół ogniw elektrochem.wielokrotnego uzytku. Zamienia odwracalne zjawiska chem. Na energię elektryczną prądu stałego.

Termoogniwo-przetwarza energię dostarczoną przez cieplny przepływ na energię elektryczną.

9) 1.Ogniwa galwaniczne:

a)Ogniwo Volty:

katoda(+):Cu

anoda(-):Zn

Elektrolit:H₂SO₄

2H⁺+2e- H₂

ZnZn²⁺+2e-

=Zn+2H⁺Zn²⁺+H₂

Zn+H₂SO₄ZnSO₄+H₂

b)Ogniwo Laclanchego(bateria):

katoda(+):C

anoda(-): Zn

Elektrolit:NH₄Cl

Depolaryzator:MnO₂

Elektroda cynkowa: Zn²⁺+2NH₄Cl2NH₄⁺+ZnCl₂

Elektroda węglanowa: 2NH₄⁺2H⁺+2NH₃ H₂+2MnO₂Mn₂O₃+H₂O

Zalety:

-tanie i powszechnie dostępne

-różne typy

-wymienne z alkalicznymi

Wady:

-zdarzają się wycieki elektrolitu

-niska wydajność prądowa,

-źle działają w niskich temperaturach

-zawierają szkodliwe dla środowiska substancje

-jednokrotnego użytku

c)Ogniwa alkaliczne: Budowa jest zbliżona do ogniw Leclanchego, lecz elektrolitem jest KOH.

Zalety:

-do 9razy trwalsze od tradycyjnych

-ok.2razy większa wydajność prądowa od Leclanchego

-do 4razy większa pojemność od akumulatorów NiCd lub NiMH

-odporniejszy na wpływ niskich temp.

Wady:

-cena

-ok.25% cięższe od Leclanchego

d)Ogniwa srebrowe: Katoda to tl.srebra (I)lub(II),anoda to Zn, elektrolit-KOH. Ze względu na wysoki koszt Ag wykonywana głównie w postaci baterii pastylkowych.

Zalety:

-wyższa niż standardowych SEM=1,6V

-b.wysoki stosunek pojemności do masy

-długa żywotność

Wady:

-cena

-niska wydajność prądowa

e)Ogniwo litowe: Katoda(+):MnO­₂,I­₂ albo SOCl­₂ Anoda(-):Li

Zalety:

-około 2razy większa wydajność prądowa od alkalicznych

-lekkie, wysokie SEM

-b.duża żywotność nawet do 20lat

-szeroki zakres temp.pracy(-60do85*C)

Wady: cena

2.Akumulatory:ogniwa,które mogą być wielokrotnie rozładowane i ładowane

a)Akumulatory ołowiowe: Anoda: Pb, Katoda: PbO_2­, Elektrolit:37%H₂SO₄; PbSO₄-zasiarczanie akumulatora.

Zalety:

-cena, szeroki zakres zastosowań

-trwałość i wytrzymałość mech.

-odporność na przeładowanie

-mały opór wewn.

-może generować bardzo wysokie prądy

Wady:

-gabaryty i ciężar

-możliwość przegrzania podczas ładowania

-zawiera niebezpieczne substancje

-ok.500-1500cykli ładowanie-rozładowanie

-nie można szybko ładować

b)Akumulatory NiCd: Katoda NiO(OH), Anoda: Cd, Elektrolit: KOH

2NiO(OH)+Cd+2H₂O2Ni(OH)₂+Cd(OH)₂

Zalety:

-odporność na duży stopień rozładowania

-szeroki zakres temp.pracy

-b.szybkie cykle ładowania

-mały opór wewn.

-szeroki zakres zastosowań

Wady:

-niska SEM=1,2V

-tzw.”efekt pamięci”

-niska odporność na przeładowanie

-ok.200cykli ładowanie-rozładowanie

-zawierają subst.szkodliwe

c)Akumulatory Niklowo-wodorkowe: Podobne do niklowo-kadmowych tylko zamiast kadmu jest wodór

Zalety:

-wysoka wydajność prądowa

-szeroki zakres temp.pracy

-mały opór wewn.

-szybkie cykle ładowania

-szeroki zakres zastosowań

-nie zawierają subst.szkodliwych

-mniejszy efekt pamięci

Wady:

-szybkie rozładowanie

-niezbyt trwałe, trzeba od czasu do czasu naładować

-ok.500cykli ładowania

d)Akumulatory litowe: Elektrolity: sole Li rozpuszczone w rozp.organicznych.

Zalety:

-wysoka SEM=3,6V

-b.duża wydajność prądowa

-mogą mieć b.małe rozmiary

-lekkie, brak efektów pamięci

-pojemność 1000Ah

-duża szybkość ładowania

Wady:

-cena, nie mogą być rozładowane poniżej 2V

10)Połączenie szeregowe: to takie połączenie, że koniec każdego opornika łączy się z początkiem następnego. Przez wszystkie opory płynie prąd o tym samym natężeniu: U=U₁+U₂+…+U_n R_Z=R₁+R₂+…+R_n=∑R_i

Dla kondensatorów: 1/C=1/C₁+1/C₂+…+1/C_n= ∑(1/Ci)

Połączenie równoległe: 1/Rz=1/R₁+1/R₂+…+1/R_n=∑(1/Ri)

Dla kondensatorów: C=C₁+C₂+….+C_n=∑Ci

11. Pole elektrostatyczne (pole elektryczne) - pole fizyczne, stan przestrzeni w której na ładunek elektryczny działa siła. Pole to opisuje się przez natężenie pola elektrycznego lub potencjał elektryczny

natężenie pola elektrycznego - wielkość fizyczna opisująca pole elektryczne równa stosunkowi wektora siły oddziaływania elektrostatycznego (F) odziaływującego na umieszczony w danym punkcie pola ładunek Q E=F/q=[V/m]

Prawo Columba - określa wartość siły elektrostatycznej działającej miedzy dwoma ładunkami

F=k*(q1*q2)/ r²=1/(4Πε­₀*ε­')*(q1*q2)/r² ε­₀ - przenikalność elektryczna próżni, ε­' - przenikalność elektryczna materiału

12. Przenikalność elektryczna ε charakteryzuje środowisko w którym rozciąga się pole. Jednostka [F/m] ε_o=8,85*10^-12 F/m

Kondensator - to element elektryczny zbudowany z dwóch przewodników rozdzielonych dielektrykiem charakteryzuje go pojemność określająca zdolność kondensatora do gromadzenia ładunku C=Q/U [F]

pojemność elektryczna - ilość energii zgromadzona w danym czasie C=Q/U

Stała czasowa układu RC- czas w ciągu którego prąd osiągnął by wartość ustalona, gdyby szybkość wzrostu była stała i równa szybkości w chwili początkowej

T=τ=RC [s]

13. Pole magnetyczne, typy materiałów magnetycznych.

Pole magnetyczne - właściwość przestrzeni polegająca na tym, że jeżeli w tej przestrzeni umieścimy magnesy lub przewodniki, przez które przepływa prąd elektryczny lub poruszające się ładunki elektryczne, to będą na nie działały siły magnetyczne. Istnienie pola magnetycznego wiąże się z ruchem ładunków elektrycznych

Typ materiałów magnetycznych

• diamagnetyki (moment magnetyczny), gzy szlachetne, związki organiczne, półprzewodniki nie wykazują samorzutnych właściwości magnetycznych. Umieszczenie go w polu magnetycznym powoduje powstanie w tym materiale pola magnetycznego skierowanego odwrotnie

• paramagnetyki (każdy z atomów ma moment magnetyczny), tlen, lid, potas, magnez, niektóre sole pierwiastków przejściowych, chrom. Są przyciągane przez magnes

• ferrimagnetyki, ferryty - o wzorze MeO*Fe₂O₃ poniżej temp Neela pojawiają się spontaniczne antyrównolegle uporządkowania elementarnych momentów magnetycznych a w odróżnieniu do antyferromagnetyzmu momenty te nie kompensują się wzajemnie do 0

• antyferromagnetyki Pt, Pd, Mn, Cr - są to paramagnetyki których podatność magnetyczna rośnie początkowo z temp a po osiągnięciu punktu krytycznego(Neela) maleje

• ferromagnetyki- Fe, Co Ni posiadają właściwości magnetyczne poniżej temp Currie , znajdują się w nich obszary stałego namagnesowania (domeny)- są to obszary które wytwarzają dookoła siebie małe pole magnetyczne

14. Strumień magnetyczny φ - suma wszystkich linii pola przechodzącego przez określony przekrój. (wb=V*s) Weber. Dawniej Makswel (1 Mx=10^-8Wb) B - indukcja magnetyczna, A - powierzchnia, φ=BA*cosθ, d=∫B^→*dA^→

Indukcja magnetyczna B - gęstość strumienia magnetycznego, czyli liczba linii pola przypadająca na jednostkę powierzchni B=dφ/ds.

Dla pola jednorodnego B=φ/S [1T] tesla, kiedyś Gauss (1Gs = 10 ^-4T)

Napięcie magnetyczne

1. Silła magnetyczna θ=I*Z, Z - liczba zwojów

2. Spadek napięcia magnetycznego U_m

3. Opór magnetyczny R_m - reluktancja R_m=θ/φ

4. Przewodność magnetyczna Λ - permeancje Λ=φ/θ [1H] Henr. Reluktancja zależy od wymiarów geometrycznych oraz właściwości środowiska tworzącego obwód magnetyczny R_m=l/μ*s

5. μ - przenikalność magnetyczna ośrodka μ=μ₀*μ_r, μ_r - względna przenikalność magnetyczna ośrodka odniesiona do próżni, dla próżni μ₀=4π*10^-7(H/m)

6. Podatność magnetyczna χ=1-μ_r

7. Natężenie pola magnetycznego H=-μ_m/dl, dla pola równomiernego μ_m=H*l, zależność natężenia pola z indukcją B=μ*H

15. Magnesowanie- proces nadawania lub zwiększania własności magnet. magnetyków przez wywoływanie w nich polaryzacji zapomocą zewn. pola magnet. (pocieranie magnesem trwałym lub umieszczenie w polu magnet. wytworzonym pod wpływem przepływającego w przewodniku prądu elektr.); rozróżnia się m. statyczne, stosowane do materiałów magnet. twardych (ferromagnetyki) i dynamiczne, dla materiałów magnet. miękkich. Miarą zmian własności magnet. materiału jest namagnesowanie (inaczej magnetyzacja), określane w A/m jako moment magnet. jednostki objętości materiału. Przebieg procesu m. przedstawia się za pomocą krzywych m., których przebieg zależy od "historii magnet." próbki (histereza magnetyczna).

Pętla histerezy - niejednoznaczna zależność (histereza) namagnesowania materiału ferromagnetycznego od wywołującego go zewnętrznego pola magnetycznego. Materiały zwane magnetycznie miękkimi (np. czyste żelazo) mają wąską pętlę histerezy (małą koercję) i dlatego łatwo je rozmagnesować, stąd używa się ich do budowy rdzeni transformatorów, silników prądu zmiennego itp. urządzeń, w których wymagane jest okresowe namagnesowanie. Materiały o szerokiej pętli histerezy (np. niektóre rodzaje stali) nazywane są magnetycznie twardymi i używane do produkcji magnesów trwałych. Specjalne materiały magnetyczne o prostokątnej pętli histerezy (np. niektóre ferryty) stosuje się w urządzeniach elektronicznych, w tym także urządzeniach do przetwarzania danych. H.m. zanika w temp. wyższej od temp. Curie.

Temperatura Cury - max temperatura, w której przedmiot jest jeszcze namagnesowany; powyżej temperatury Cury - jest rozmagnesowana dla żelaza - om 800 st. C

Indukcja szczątkowa (remanencja magnetyczna) Br - pozostałość namagnesowania materiału po usunięciu z zewnętrznego pola magnetycznego.

Natężenie powściągające (koercja magnetyczna) He - natężenie pola magnetycznego znoszące indukcję szczątkową.

Im większa pętla, tym trudniej namagnesować, ale trudniej rozmagnesować

16. reguła prawej dłoni-Jeżeli prawą dłoń zaciśniemy na przewodniku tak, aby odchylony w bok kciuk pokazywał zwrot prądu płynącego przez przewodnik, cztery zakrzywione palce wskażą zwrot linii sił pola magnetycznego wokół przewodnika.

Indukcja magnetyczna w fizyce wielkość wektorowa opisująca pole magnetyczne. Wektor ten określa siłę Lorentza, z jaką pole magnetyczne działa na poruszający się w nim ładunek elektryczny : F^→=qv^→*B^→, gdzie F^→ jest siłą działającą na ładunek q, poruszający się z prędkością v^→ w polu o indukcji magnetycznej B^→

17. Siła w polu magnetycznym- to siła która działa na przewodnik elektryczny przez który plynie prad elektryczny umieszczony w polu magnetycznym F=IlBsinα B- indukcja magnetyczna

reguła lewej dłoni -Jeżeli lewą dłoń ustawisz tak, aby linie pola magnetycznego zwrócone były prostopadle ku wewnętrznej powierzchni dłoni, a wszystkie palce - z wyjątkiem kciuka - wskazywały kierunek płynącego prądu, to odchylony kciuk wskaże kierunek i zwrot siły elektrodynamicznej.

18.Indukcyjność wzajemna, jest to miara sprzężenia magnetycznego pomiędzy dwoma obwodami elektrycznymi otoczonymi polami magnetycznymi wzajemnie się przenikającymi.

φ₁₂= k₁φ₁

E₂=-Z₂*(dφ₁₂/dt)

φ₁₂=k₁*φ₁=k₁*(i₁*Z₁)/Rm₁

E₂=-(k₁Z₁Z₂/Rm₁)*(di₁/dt)=-L₁₂(di₁/dt )

L₁₂=K√L₁L₂

Indukcyjność własna : φ+dφ ;e= -z (dφ/dt) ; φ= Iż / RM : φ-dφ ; e_L= -(z²/RM* di/dt) = -L (di/dt) : L = z²*(μ₀μ_rS/ L (1H) henr L- indukcyjność , μ- przenikalność magnetyczna ; U= Ri ≠ L (di/dt)

19.Prąd przemienny jest charakterystycznym przypadkiem prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób, z określoną częstotliwością. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne (stąd nazwa przemienny). Najczęściej pożądanym jest, aby wartość średnia całookresowa (tzn. składowa stała) wynosiła zero.

Prąd przmienny -prądy zmienne:-prąd jednokierunkowy, dwukierunkowy , okresowy, pulsujący, przemienny , sinusoidalnie zmienny :

Parametry: Prąd przemienny charakteryzują następujące wielkości:

częstotliwość, napięcie, natężenie, moc.

Wytwarzanie:

Źródło prądu sinusoidalnego to prądnica prądu przemiennego zwój wirujący w polu magnetycznym ze stałą prędkością kontowa ω

Zwój o średnicy d i długości l. Polożenie wyjściowe jest poziome a wirowanie następuje w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, zwój przenika strumień o największej wartości φ_m=Bld. Przy wirowaniu powierzchnia przenikania maleje

Indukowanie napięcia określa się ze wzrostemφ_m, przy zwrocie napiecia zgodnym z ruchem śruby prawoskrętnej e= -z (dφ/dt)= - z d(φ_m cosωt)/dt = Zωφ_msinωt=

E_m sinω ; E_m sinω= ZwldB ;E- siła elektromotoryczna : U =U_m*sin(ωt*ϕ) : U_m-amplituda : ω= 2π/T = 2πf -pulsacja ; f- czestotliwość ,T= 1/f- okres , ϕ- faza poczatkowa ;

Prąd trójfazowy - nie stosuje się (nieskojarzony) ,układ skojarzony gwiazdowy 3- , przewodowy 4-

20.maszyny elektr i ich typy. 1. transformatory, 2. masztny elektryczne wirujące

a)prądu przemiennego

-synchroniczne

asynchroniczne

(indukcyjne-silnik) przemysłowe,komutatorowe trójfazowe

-komutatorowe jednofazowe(suszarki, odkurzacze)

b) prądu stałego np. golarka

Części składowe: maszyny odwracalne-możę pracować jako silnik lub jako prądnica, stojan-wytwornica pola magnetycznego, wirnik, komutator

21. Prądnica, zasada działania, zastosowanie

Pradnica-- prądnica, przetwarzająca energię mechaniczną ruchu obrotowego na energię elektryczną prądu stałego. Składa się z części nieruchomej zwanej stojanem i z części ruchomej, zwanej wirnikiem. Wirnik służy do wytwarzania prądu elektrycznego. Wiruje on w polu magnetycznym wytwarzanym przez magnes stały lub uzwojenie stojana zasilane zewnętrznym źródłem prądu stałego. Prąd elektryczny jest odbierany z komutatora znajdującego się na osi wirnika przy pomocy szczotek grafitowych, umieszczonych na stojanie.

Prądnice prądu stałego były niegdyś stosowane w pojazdach spalinowych z zapłonem akumulatorowym, zostały jednak stopniowo wyparte przez alternatory, charakteryzujące się większą wydajnością i niezawodnością oraz mniejszymi gabarytami.

22.Silnik elektryczny, zasada działania i zastosowanie Silnik-maszyna elektryczna, w której energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną. Zasada działania: wirnik obraca się dzięki temu, że uzwojenia przewodzące prąd umieszczone są w polu magnetycznym. Elektromagnes (stojan) wytwarza pole magnetyczne. Prąd podawany jest na uzwojenia wirnika. Pola magnetyczne uzwojenia i stojana oddziałują na siebie, powodując nieznaczny obrót wirnika. Prąd podawany jest wówczas na następne uzwojenie; cały proces przebiega bardzo szybko i silnik obraca się.

Zastosowanie: do napędu bram, podnośników, podajników drutu spawalniczego itp.

Zalety: wysoki moment obrotowy podczas rozruchu, łatwa regulacja szybkości obrotowej, możliwość osiągnięcia dużych prędkości obrotowych, możliwość zasilania prądem stałym i zmiennym

Wady: skomplikowana budowa, mała moc, zasilanie prądem stałym

Silniki prądu zmiennego: pole magnetyczne wytworzone w silniku jest wirujące i zmienne w czasie, wewnątrz wirnika powstaje pole magnetyczne, pola na siebie oddziałują

Silnik asynchroniczny szybkość wirowania wirnika nie jest identyczna z prędkością wirowania pola magnetycznego

Zalety: możliwość budowy silników w dużym zakresie mocy, prosta budowa, bezpośrednie zasilanie z sieci prądu przemiennego

Wady: trudna regulacja prędkości obrotowej, kłopotliwy rozruch

23. Transformator maszyna elektryczna służąca do przenoszenia energii elektrycznej prądu przemiennego drogą indukcji z jednego obwodu elektrycznego do drugiego.

Transformator zbudowany jest z dwóch lub więcej cewek (zwanych uzwojeniami) nawiniętych na wspólny rdzeń magnetyczny wykonany zazwyczaj z materiału ferromagnetycznego.

Jedno z uzwojeń (zwane pierwotnym) podłączone jest do źródła prądu przemiennego, powoduje to przepływ w nim prądu przemiennego. Przemienny prąd wywołuje powstanie zmiennego pola magnetycznego, pole to przenika przez pozostałe cewki (zwane wtórnymi) i w wyniku indukcji elektromagnetycznej powstanie w nich zmiennej siły elektromotorycznej (napięcia).

Dla transformatora idealnego (pomijalny jest opór uzwojeń oraz pojemności między zwojami uzwojeń, cały strumień magnetyczny wytworzony w uzwojeniu pierwotnym przenika przez uzwojenie wtórne) obowiązuje wzór:

Uwej/Uwyj=Iwej/Iwyj=n wej/n wyj

gdzie:

• U - napięcie elektryczne

• I - prąd elektryczny

• n - liczba zwojów

• wej - strona pierwotna (stosuje się również oznaczenie 1)

• wyj - strona wtórna (stosuje się również oznaczenie 2)

Zastosowanie w różnego rodzaju układach elektronicznych systemów zasilania, jako transformatory separujące, przekładniki napięciowe, odgałęźniki, a także w technice telewizyjnej i telekomunikacyjnej.

Transformatory specjalne

1. autotransformator

2. przekładniki

stosowane w układach pomiarowych, w celu dopasowania mierzonych prądów i napięć do znormalizowanych zakresów mierników napięć , prądów i mocy, rozszerzenia zakresu pomiarowego lub odizolowania się od wysokiego napięcia

3. przekładniki prądowe

4. przekładniki napięciowe

24. Pomiary wielkości elektrycznych, jednostki, typy przyrządów pomiarowych.

Pomiar-proces polegający na porównaniu wielkości mierzonej z jej jednostką(wzorcem) za pomocą doświadczenia fizycznego

Przyrządy: mierniki, liczniki, wskaźniki, rejestratory, przyrządy porównawcze

Jednostki: V, A, Ω, Hz, W

25. Półprzewodniki i złącza p-n wykonane z Si i Ge.

PODZIAŁ: dodatek bardziej wartościowego pierwiastka to jest przewodnictwo typu n a dodatek pierwiastka o niższej wartościowości to półprzewodnictwo p

Złączem p-n nazywane jest złącze dwóch półprzewodników niesamoistnych o różnych typach przewodnictwa: P i N.

W obszarze typu N występują nośniki większościowe ujemne (elektrony) oraz unieruchomione w siatce krystalicznej atomy domieszek (donory). Analogicznie w obszarze typu P nośnikami większościowymi są dziury o ładunku elektrycznym dodatnim oraz atomy domieszek (akceptory). W stanie równowagi termodynamicznej tj. gdy z zewnątrz nie przyłożono żadnego pola elektrycznego, w pobliżu styku obszarów P i N swobodne nośniki większościowe przemieszczają się (dyfundują), co spowodowane jest różnicą koncentracji nośników. Gdy elektrony przemieszczą się do obszaru typu P, natomiast dziury do obszaru typu N (stając się wówczas nośnikami mniejszościowymi) dochodzi do rekombinacji z nośnikami większościowymi, które nie przeszły na drugą stronę złącza. Rekombinacja polega na "połączeniu" elektronu z dziurą, a więc powoduje "unieruchomienie" tych dwu swobodnych nośników.

Zatem rekombinacja powoduje redukcję nośników po obu stronach złącza, czego skutkiem jest pojawienie się nieruchomych jonów: ujemnych akceptorów i dodatnich donorów; jony te wytwarzają pole elektryczne, które zapobiega dalszej dyfuzji nośników. W efekcie w pobliżu złącza powstaje warstwa ładunku przestrzennego, nazywana też warstwą zubożoną (tj. praktycznie nieposiadającą swobodnych nośników) lub warstwą zaporową. Nieruchomy ładunek dodatni po stronie N hamuje przepływ dziur z obszaru P, natomiast ładunek ujemny po stronie P hamuje przepływ elektronów z obszaru N. Innymi słowy przepływ nośników większościowych praktycznie ustaje.

26. Diody, typy, zasada działania i zastosowanie PODZIAŁ: prostownicze, Zenera, fotodiody, luminescencyjne, tunelowe, pojemnościowe

Diody Zenera- stosuje się je w układach stabilizujących napięcie jako wysoko stabilne źródła napięć wzorcowych, pracują podłączone w obwodzie w kierunku zaporowym

Fotodiody mierzą natężenie światła

Elektroluminescencyjne są prostownikiem prądu zmiennego, rekombinacja elektronów i dziur elektronowych z emisją światła, do komponowania wyświetlaczy

Zasada działania Rozżarzone włókno katody (rys.2) emituje (wysyła) z siebie swobodne elektrony - najdrobniejsze, elementarne ładunki elektryczności. Pod wpływem przyciągającego działania dodatniego potencjału anody, elektrony biegną ku niej, tworząc mniejszy lub większy - zależnie od okoliczności - prąd w obwodzie złożonym z lampy i baterii przy odwrotnym połączeniu baterii anodowej prąd w obwodzie nie płynie (ujemny potencjał anody działa wówczas odpychająco na wybiegające z katody elektrony) - lampa taka znakomicie nadaje się np. do prostowania przebiegów zmiennych, a więc może być i jest stosowana w każdym odbiorniku jako detektor (demodulator*).

27.Tranzystory, typy, zasada działania i zastosowanie element półprzewodnikowy wzmacniający sygnały elektryczne

PODZIAŁ: bipolarne-przewodzą prąd elektronowy i dziurowy, unipolarne-przewodzą tylko jeden rodzaj nośników

28.Tyrystor element półprzewodnikowy o budowie czterowarstwowej. Posiada 3 elementy (anodę, katodę i bramkę), Przy odłączonej bramce tyrystor nie przewodzi prądu, wystarczy jednak niewielki impuls na bramce aby znów zaczął przewodzić. Wyłączenie przewodzenia następuje po zmianie polaryzacji miedzy anodą a katodą. Stosuje się je w tzw. sterowanych układach prostowniczych, sterowanie ilością mocy poprzez włączanie przepływu prądu w odpowiednich momentach. Zastosowanie: Jako sterowniki prądu stałego są stosowane w stabilizatorach napięcia stałego i w automatyce silników prądu stałego. Jako sterowniki prądu przemiennego - w automatyce silników indukcyjnych i w technice oświetleniowej. Jako łączniki i przerywacze prądu stałego i przemiennego - w automatyce napędu elektrycznego, układach stabilizacji napięcia i w technice zabezpieczeń. Jako przemienniki częstotliwości - w automatyce silników indukcyjnych, technice ultradźwięków oraz jako układy impulsowe - w generatorach odchylenia strumienia elektronowego w kineskopach telewizorów kolorowych, w urządzeniach zapłonowych silników spalinowych.

29.Podstawowe typy urządzeń elektronicznych, ich zastosowanie

1.Prostowniki-przetwarzają napięcie pochodzące ze źródła przemiennego na napięcie prądu stałego. Wykonane w oparciu o diody prostownicze, Zenera. Oparte są na układach tyrystorowych.

2.Falowniki-układy elektroniczne przekształcające energię prądu stałego na energię prądu zmiennego, oparte są zwykle na układach tyrystorowych-zasilacze awaryjne.

3.Przemienniki częstotliwości-zmieniają prąd o jednej częstotliwości na prąd o innej częstotliwości, także do ich budowy wykorzystuje się tyrystory.

4.Wzmacniacze-układy, w których sygnał wejściowy (prąd lub napięcie) o małej mocy powoduje pojawienie się na wyjściu sygnału o znacznie większej mocy. Działanie opiera się na wykorzystaniu tranzystorów.

5.Generatory-wytwarzania drgania elektryczne kosztem energii pobieranej ze źródła zasilania. Oparte są zwykle na wzmacniaczach połączonych z układami RC (rezystancja, pojemność).

6.Układy cyfrowe-liczniki, przetworniki analogowo-cyfrowe, procesory pamięci.

---